मिश्र धातु 20 लौह-निकल-क्रोमियम मिश्र धातु है जिसे रासायनिक संयंत्र इंजीनियर तब उपयोग करते हैं जब माध्यम सल्फ्यूरिक एसिड होता है और स्टेनलेस ग्रेड पर्याप्त नहीं होते हैं। मिश्र धातु, UNS N08020, संक्षारण तालिका में एक संकीर्ण लेकिन भारी रूप से उपयोग की जाने वाली स्थिति पर है: यह मध्यम तापमान पर एक विस्तृत एकाग्रता सीमा में सल्फ्यूरिक एसिड का प्रतिरोध करता है, यह 316L को हराने वाले मिश्रित एसिड को कम कर देता है, और इसकी कीमत मोलिब्डेनम-भारी निकल मिश्र धातु का एक अंश है।
उत्पाद प्रपत्र
बार एवं रॉड
प्लेट और शीट
कुंडल और पट्टी
पाइप और ट्यूब
फिटिंग: फ्लैंज, टी, एल्बो, रेड्यूसर आदि।
फोर्जिंग: रिंग, शाफ्ट, सर्कल, ब्लॉक आदि।
जहां मिश्र धातु 20 संक्षारण तालिका में बैठता है
मिश्र धातु 20 को समझने का सबसे तेज़ तरीका इसके पड़ोसियों द्वारा है। मिश्र धातु सामग्री में इसके नीचे, 316L स्टेनलेस गर्म सल्फ्यूरिक एसिड और क्लोराइड मीडिया में विफल रहता है क्योंकि इसका मोलिब्डेनम स्तर, 2-3%, निष्क्रिय फिल्म को पकड़ने के लिए बहुत कम है।
इसके ऊपर, निकेल-आधारित मिश्रधातु जैसे कि C-276 उच्च तापमान और सांद्रता पर पूर्ण सल्फ्यूरिक एसिड शुल्क वहन करते हैं, लेकिन कई गुना कीमत पर। मिश्र धातु 20 मध्य चरण है: क्रोमियम, मोलिब्डेनम और तांबे के साथ 32-38% निकल, विशेष रूप से सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के लिए और एक रासायनिक संयंत्र में इसके चारों ओर दिखाई देने वाले मिश्रित-एसिड और क्लोराइड वातावरण के लिए इंजीनियर किया गया है।
तांबे की मात्रा असामान्य पंक्ति है। तांबा संक्षारण-प्रतिरोधी स्टील्स के लिए एक आम मिश्र धातु नहीं है, लेकिन मिश्र धातु 20 में यह वह तत्व है जो सल्फ्यूरिक एसिड में संक्षारण व्यवहार को बदलता है: यह कम करने वाले, पतला-एसिड क्षेत्र में प्रतिरोध में सुधार करता है जहां क्रोमियम ऑक्साइड फिल्म स्थिर नहीं है, और यह क्लोराइड-असर मीडिया के गड्ढे और दरार के हमले का विरोध करने के लिए मोलिब्डेनम के साथ काम करता है।
परिणाम एक मिश्र धातु है जिसका सल्फ्यूरिक एसिड प्रदर्शन लगभग 80-100 डिग्री तक के तापमान पर लगभग 50% सांद्रता तक फैलता है - वह आवरण जिसमें उर्वरक, धातुकर्म और विशेष रासायनिक संयंत्रों में एसिड-हैंडलिंग पाइपिंग का बड़ा हिस्सा संचालित होता है।
एएसटीएम बी729 प्रति रासायनिक संरचना
नीचे दी गई संरचना सीमा ASTM B729, UNS N08020 के लिए सीमलेस पाइप और ट्यूब विनिर्देश का पालन करती है। आयरन संतुलन तत्व है.
| तत्व | रचना सीमा, % |
| नी | 32.0 - 38.0 |
| करोड़ | 19.0 - 21.0 |
| एमओ | 2.0 - 3.0 |
| घन | 3.0 - 4.0 |
| नायब + ता | 8 x C न्यूनतम से 1.0 अधिकतम |
| C | 0.07 max |
| एम.एन. | 2.0 max |
| सी | 1.0 max |
| P | 0.045 max |
| S | 0.035 max |
| फ़े | संतुलन |
खरीदार के लिए तीन पंक्तियाँ मायने रखती हैं। 32.0-38.0% पर निकेल मैट्रिक्स है और यही कारण है कि मिश्र धातु ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस ग्रेड की तुलना में क्लोराइड तनाव-संक्षारण क्रैकिंग का कहीं बेहतर प्रतिरोध करती है। मोलिब्डेनम और तांबे की पंक्तियाँ मिलकर सल्फ्यूरिक एसिड व्यवहार और पिटिंग प्रतिरोध निर्धारित करती हैं।
और न्यूनतम 8 x C पर कोलंबियम-प्लस-टैंटलम पंक्ति स्टेबलाइज़र है: यह कार्बन को बांधती है ताकि मिश्र धातु को वेल्ड किया जा सके और बिना संवेदीकरण के उपयोग किया जा सके जो अन्यथा गर्मी प्रभावित क्षेत्र में क्रोमियम-क्षीण अनाज सीमा बना देगा। नाइओबियम-स्थिर डिज़ाइन वह है जो मिश्र धातु 20 को फैब्रिकेटर-अनुकूल सामग्री बनाता है - इसे वेल्ड किया जाता है और पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट के बिना एसिड सेवा में डाल दिया जाता है।
एएसटीएम बी729 प्रति यांत्रिक गुण
मिश्र धातु 20 पाइप और ट्यूबस्थिर-एनील्ड स्थिति में सुसज्जित हैं, और एएसटीएम बी729 को निम्नलिखित न्यूनतम यांत्रिक गुणों की आवश्यकता होती है:
| संपत्ति | न्यूनतम मूल्य (एएसटीएम बी729) |
| तन्यता ताकत | 551 एमपीए (80 केएसआई) |
| उपज शक्ति, 0.2% ऑफसेट | 241 एमपीए (35 केएसआई) |
| बढ़ाव | 30% |
स्थिर-एनील्ड स्थिति में विशिष्ट उत्पादन मूल्य लगभग 620 एमपीए तन्यता और 280 एमपीए उपज 40% बढ़ाव के साथ चलते हैं। ताकत एनील्ड ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस के समान सीमा में है, जिसका अर्थ है कि मिश्र धातु एक ही दुकान अभ्यास के साथ निर्मित होती है: यह 316-प्रकार के ग्रेड की तरह झुकती है, लुढ़कती है और मशीन करती है, जिसमें थोड़ी अधिक कार्य-सख्त दर होती है।
विनिर्देश की यांत्रिक सादगी - एक डिलीवरी की स्थिति, कोई हीट-ट्रीटमेंट मैट्रिक्स नहीं - यही कारण है कि मिश्र धातु 20 को वर्कहॉर्स माना जाता है: खरीदार स्थिर-एनील्ड ऑर्डर करता है और फैब्रिकेटर सामान्य मिश्र धातु अभ्यास से परे विशेष प्रक्रिया योग्यता के बिना इसे वेल्ड करता है।
भौतिक गुण
| संपत्ति | कीमत |
| घनत्व | 8.08 ग्राम/सेमी³ |
| पिघलने की सीमा | 1400 - 1443 डिग्री (लगभग) |
| लोच का मापांक | 200 जीपीए (लगभग) |
| संरचना | ऑस्टेनिटिक, गैर-चुंबकीय |
| तापीय चालकता, 100 डिग्री | 13.5 W/m·K (लगभग) |
सल्फ्यूरिक एसिड लिफाफा, लागू
प्रत्येक मिश्र धातु 20 पूछताछ पर व्यावहारिक प्रश्न यह है कि "क्या यह इस एसिड ड्यूटी को धारण करेगा?" उत्तर एकाग्रता और तापमान का एक कार्य है, और नीचे दी गई तालिका इंजीनियरिंग शॉर्टहैंड है जिसे प्लांट डिजाइनर वास्तव में उपयोग करते हैं। मान पाइप और ट्यूब के लिए सांकेतिक सेवा मार्गदर्शन हैं, सटीक प्रक्रिया माध्यम पर संक्षारण परीक्षण का विकल्प नहीं।
| मध्यम | एकाग्रता/स्थिति | मिश्र धातु 20 का फैसला |
| सल्फ्यूरिक एसिड | 0 - 50%, ~80-100 डिग्री तक | अच्छा से उत्कृष्ट - मुख्य सेवा लिफाफा |
| सल्फ्यूरिक एसिड | 50% से ऊपर, या उबलना | तेजी से बदतर - एक उच्च मिश्र धातु पर विचार करें |
| फॉस्फोरिक एसिड | गीली-प्रक्रिया फॉस्फोरिक एसिड | उर्वरक संयंत्रों में अच्छा-मानक विकल्प |
| नाइट्रिक एसिड | सभी सांद्रताएँ | अच्छा, 304एल परिवार के समान |
| मिश्रित अम्ल | H2SO4 + HCl, HNO3 + HF अचार स्नान | अच्छा - जहां 316एल विफल रहता है |
| क्लोराइड मीडिया | खारा पानी, नमकीन पानी, गीला क्लोरीन के अंश | मध्यम - पिटिंग प्रतिरोध 316एल से ऊपर, निकल मिश्र धातु से नीचे |
| कास्टिक समाधान | पतला | अच्छा |
दो व्यावहारिक नियम तस्वीर को पूरा करते हैं। सबसे पहले, लगभग 10-50% सल्फ्यूरिक एसिड की महत्वपूर्ण सीमा में, संक्षारण दरें तापमान और एसिड में ऑक्सीडाइज़र का पता लगाने के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं; तापमान को 20 डिग्री तक बढ़ाने वाला एक अपसेट परिमाण के क्रम से संक्षारण दर को बदल सकता है, इसलिए विनिर्देश सबसे खराब स्थिति वाली परिचालन स्थिति के अनुसार किया जाना चाहिए, न कि सामान्य स्थिति के अनुसार।
दूसरा, एसिड के लिए जिसे गर्म और केंद्रित किया जाना चाहिए, किफायती उत्तर अधिक मिश्र धातु 20 दीवार नहीं है - यह उच्च-निकल मिश्र धातु तक एक कदम है, और निर्णय संक्षारण तालिका पर किया जाना चाहिए, न कि दीवार की मोटाई पर।
विशिष्टताएँ और उत्पाद रूप
मिश्र धातु 20 की आपूर्ति उत्पाद प्रपत्र द्वारा चयनित निम्नलिखित विशिष्टताओं के अनुसार की जाती है:
- एएसटीएम बी729 / एएसएमई SB-729 - सीमलेस पाइप और ट्यूब
- एएसटीएम बी464 / एएसएमई SB-464 - वेल्डेड पाइप
- हीट एक्सचेंजर्स के लिए एएसटीएम बी 468 - वेल्डेड ट्यूब
- एएसटीएम बी463 / एएसएमई SB-463 - प्लेट, शीट और पट्टी
- एएसटीएम बी473 - बार, रॉड, और फोर्जिंग
बी729 के तहत सीमलेस पाइप भारी दीवार वर्गों के माध्यम से शेड्यूल के साथ, बड़े व्यास तक एनपीएस रेंज को कवर करता है; बी464 के तहत वेल्डेड पाइप स्थिर-एनील्ड पट्टी से निर्मित होता है और बड़े व्यास के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प है जहां सीम को रेडियोग्राफ किया जाता है और जोड़ को स्वीकार किया जाता है। हीट-एक्सचेंजर ट्यूब के लिए, बी468 नियंत्रित करता है और ट्यूब को ट्यूबशीट में रोल करने के लिए तैयार सीधी लंबाई में आपूर्ति की जाती है। स्थिर-एनील्ड स्थिति सभी रूपों पर लागू होती है।
विशिष्ट अनुप्रयोग
मिश्र धातु 20 पाइप और ट्यूबनिम्नलिखित सेवाओं में निर्दिष्ट हैं:
- रासायनिक संयंत्रों में सल्फ्यूरिक एसिड स्थानांतरण और पुनर्चक्रण लाइनें
- उर्वरक संयंत्रों में गीली-प्रक्रिया फॉस्फोरिक एसिड बाष्पीकरणकर्ता और पाइपिंग
- एसिड और क्लोराइड मीडिया को संभालने वाले हीट एक्सचेंजर्स और कंडेनसर
- स्टील मिलों में पिकलिंग बाथ पाइपिंग और एसिड रिकवरी सिस्टम
- सिंथेटिक रबर, फार्मास्यूटिकल्स, और विशेष रासायनिक प्रक्रिया पाइपिंग
- एसिड सेवा में पंप, वाल्व और उपकरण घटक
प्रत्येक सेवा में मिश्र धातु आर्थिक मध्य उत्तर है: यह उस अंतर को बंद कर देता है जहां 316L विफल रहता है, और यह निकल-आधारित मिश्र धातुओं से काफी कम कीमत पर ऐसा करता है। आवर्ती डिजाइन निर्णय एसिड कर्तव्य है - एकाग्रता, तापमान, और क्लोराइड या ऑक्सीडाइज़र की उपस्थिति - और मिश्र धातु 20 तब जीतता है जब कर्तव्य उसके लिफाफे के अंदर बैठता है।
वेल्डिंग और निर्माण
मिश्र धातु 20 को एक ही परिवार के मैचिंग फिलर के साथ वेल्ड किया जाता है - GTAW और GMAW के लिए ER320 या ER320LR प्रति AWS A5.9, और SMAW के लिए E320 या E320LR प्रति AWS A5.4 - और किसी प्रीहीट या पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता नहीं होती है। स्थिर रसायन विज्ञान का मतलब है कि गर्मी से प्रभावित क्षेत्र अपने संक्षारण प्रतिरोध को वेल्डेड स्थिति में रखता है, जो व्यावहारिक लाभ है जो मिश्र धातु को एक दुकान पसंदीदा बनाता है।
वेल्ड अभ्यास ऑस्टेनिटिक अनुशासन का पालन करता है: स्वच्छ संयुक्त सतह, नियंत्रित ताप इनपुट, और कम इंटरपास तापमान। मिश्र धातु ठंडा आसानी से बनता है, हालांकि यह 316L की तुलना में कुछ हद तक तेजी से काम करता है, और यह मानक प्रथाओं और तेज टूलींग के साथ मशीन करता है।
ऑर्डर पर क्या निर्दिष्ट करें
मिश्र धातु 20 पूछताछ को साफ़ रखने के लिए, निम्नलिखित बताएं:
- मानक और रूप: "एएसटीएम बी729, यूएनएस एन08020 के लिए सीमलेस पाइप" या "एएसटीएम बी464 के लिए वेल्डेड पाइप"
- आकार: एनपीएस + पाइप के लिए शेड्यूल, ट्यूब के लिए मिलीमीटर में ओडी x दीवार
- स्थिति: स्थिर-एनील्ड
- लंबाई और अंतिम समाप्ति: निश्चित या यादृच्छिक लंबाई, सादा अंत या बेवेल
- प्रमाणपत्र: EN 10204 3.1 ऊष्मा रसायन विज्ञान और तन्यता परिणामों के साथ
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: मिश्र धातु 20 का उपयोग किस लिए किया जाता है?
ए: मुख्य रूप से सल्फ्यूरिक एसिड सेवा - स्थानांतरण लाइनें, हीट एक्सचेंजर्स, और रासायनिक, उर्वरक और धातुकर्म संयंत्रों में प्रक्रिया पाइपिंग - साथ ही मिश्रित-एसिड और क्लोराइड वातावरण जहां 316L विफल रहता है।
प्रश्न: मिश्र धातु 20 और 316एल के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: मिश्र धातु 20 में 316एल का लगभग तीन गुना निकेल और 3-4% तांबा और कोलंबियम स्थिरीकरण होता है। इसका परिणाम उच्च कीमत पर सल्फ्यूरिक एसिड और क्लोराइड तनाव-संक्षारण क्रैकिंग के लिए बेहतर प्रतिरोध है।
प्रश्न: क्या मिश्र धातु 20 20सीबी-3 के समान है?
उत्तर: नाम आमतौर पर एक ही रसायन विज्ञान परिवार के लिए उपयोग किए जाते हैं। मिश्र धातु 20, UNS N08020, मानक स्थिरीकृत ग्रेड है; 20Cb-3 उसी सामग्री का एक ऐतिहासिक व्यापार नाम है।
प्रश्न: कर सकते हैंमिश्र धातु 20 पाइपवेल्ड किया जाए?
उत्तर: हां, ER320/ER320LR फिलर के साथ, कोई प्रीहीट नहीं, और कोई पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट नहीं। कोलंबियम स्थिरीकरण वेल्ड गर्मी से प्रभावित क्षेत्र को वेल्डेड स्थिति में संक्षारण प्रतिरोधी रखता है।
प्रश्न: मिश्र धातु 20 के लिए अधिकतम सेवा तापमान क्या है?
ए: संरचनात्मक सेवा के लिए, तेजी से कम ताकत के साथ लगभग 500-600 डिग्री। एसिड संक्षारण सेवा के लिए व्यावहारिक सीमा एसिड एकाग्रता और तापमान आवरण द्वारा निर्धारित की जाती है, न कि केवल धातु के तापमान द्वारा।
प्रश्न: मिश्र धातु 20 का घनत्व क्या है?
ए: लगभग 8.08 ग्राम/सेमी³, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस ग्रेड के करीब, इसलिए पाइप वजन की गणना 0.02466 x (ओडी - डब्ल्यूटी) x डब्ल्यूटी किलोग्राम प्रति मीटर के मानक स्टेनलेस कारक के साथ की जाती है।
